空中“巨无霸” 灭火有担当

沈懿媛/文

近三个月间,波音737 max停飞的消息不绝于耳。各种关于其零部件、操作系统的新闻层出不穷。同一家公司出产的波音747不仅在民航领域发挥出色,在航空灭火领域也是近年的当红明星。

契机中的诞生与重生

1960年代初,波音在美国空军提出战略运输机计划竞标中输给洛克希德公司,他们已在研究把巨无霸运输机和高性能引擎民用化的可能。与此同时,波音公司的客户——泛美航空公司希望波音能较提供一种比波音707大两倍的客机。于是波音把原来的运输机设计加以修改。最初的设计方案为全机双层机舱,但是不久即改为宽体机身的设计。在747服务运营的头10年,不少航空公司利用其内部空间设置酒吧、休息室或餐厅等豪华设施,但随着乘客数量的增加,空中旅行走向“巴士化”。 波音747的优点是载客量大,波音747可以载着4倍于协和式乘客的人数,以协和式飞机一半的维修成本及燃油成本飞行。波音747诞生也为波音公司带来可观收入。随着时间的退役,波音747的竞争对手越来越多。到了2016年7月,波音公司在发布的一份监管文件中表示,可能会停止生产波音747飞机,从而结束这款飞机近半个世纪的生产史。过去几年中,国泰、日航、法航、澳航等航空公司都为 747 举办了退役仪式。而在波音747尚未退役之时,不少灭火飞机研发公司就将目光瞄准了这款空间够大的民航飞机。

波音747系列灭火飞机的缘起,可以追溯到2002年发生在美国的多场森林大火。那年,美国发生了两起严重的航空事故,一架由C-130运输机改装的和另一架由PB4Y-2轰炸机改装的灭火飞机分别在两次灭火任务中坠毁。对此,美国内政部征求能取代这些以老旧退役军机改装而成的灭火飞机的现代化方案。长青航空开始了超级灭火飞机的研发,并计划将旗下的波音747货机改装成顶级的灭火利器。

命运多舛的灭火“巨无霸”

在波音公司的协助下,长青航空投入了5亿美元的研发费用,经过超过2万小时的改装,一架诞生于1971年的波音747-200货机在2004年2月19日实现了其作为灭火飞机的首飞。但FAA直到2008年11月才正式核发在其机上加装水箱和相关加强结构、辅助装置的认证文件。经过4年等待,波音747才正式加入灭火飞机行列。

长青航空改良后的波音747超级灭火飞机在2009年7月的西班牙昆卡地区森林大火中首次投入实战。同年8月31日,美国洛杉矶当局发出的求救信息使这架波音747第一次在美国本土出动,参与了橡谷大火的扑救工作,当天上午和晚上各投洒了超过2万加仑(约合7.6万升)阻燃剂,每次投洒的长度达5公里。

2010年12月5日,波音747超级灭火飞机参与了以色列卡梅尔山区森林大火的扑救工作。这也是波音747作为灭火飞机在中东的首秀。

2011年6月9日美国亚利桑那州熊坑大火的现场,也可以见到波音747超级灭火飞机的身影。

灭火“巨无霸”计划从设计到实际应用除了经历过4年等待,设计后的飞机还改变用途,甚至易主。

第一架被改装成超级灭火飞机、机身编号为N470EV的波音747在2011年回归原本的货机用途。接替它的是被命名为“超级灭火机979号”、机身编号N479EV的波音747-100。长青航空原计划将4架波音747货机改装成超级灭火飞机,但该公司已于2013年底宣告破产,因此改装计划未全部实施,仅成功改装了其中的2架。

长青航空原本是以长期租赁的方式向阿特纳资本公司租用这些波音747货机的。长青航空破产后,阿特纳资本公司收回了这些飞机和机上消防设备。在2015年阿特纳资本公司成立了一家专门经营航空消防业务的全球超级灭火飞机服务公司并将从老波音747灭火飞机上拆下的设备安装到了性能更佳的波音747-400上。这架飞机参与了去年美国加利福尼亚州森林火灾的扑救工作。

肚子里有“料”的747

波音747系列灭火飞机一经问世就受到了社会各界的广泛关注。但灭火飞机与普通货机有什么区别?是不是在货舱里装上水箱,在机腹下面开个洞就可以了?

全球超级灭火飞机服务公司最新的波音747灭火飞机机腹内部加装了特殊水箱和增压系统,这些水箱可以根据需要加注超过7万升水或阻燃剂(下文统称为“消防液体”)。装在机腹中多个储存槽内的液体经过加压,由机腹后段加装的4个喷嘴投洒。与其他灭火飞机依靠重力从改装的货舱门或弹舱门投洒液体不同,这架波音747的增压系统可以根据火势,选择以高压水柱的方式投洒液体,或减缓初速度,让液体像雨滴一样均匀缓慢地飘落下来。这套系统的另一个好处在于,它可以使消防液体根据火场的规模和特性按需、分段投洒。加上波音747出色的留空能力,其在灭火时具有很好的任务弹性,这是竞争对手伊尔-76灭火飞机不具备的特点。安装了VAP-2型快速装卸水箱系统的民用版伊尔-76,能从机尾货舱门投洒约5万升消防液体,它是波音747超级灭火飞机诞生之前容量最大的灭火飞机。

与波音747和伊尔-76灭火飞机内置水箱不同的是,它们的另一个竞争对手——2006年推出的DC-10灭火飞机,它的水箱是加挂在机腹外部的,那个看上去体积并不大的水箱一次可以容纳4.5万升消防液体。

有了DC-10灭火飞机加挂在机腹外部的水箱体积作对比,环绕在你心头的一个疑惑可能就此解开了,灭火飞机的水箱并没有占满整个机腹。以波音747-400货机为例,其最大容积为946立方米,如果全部装水,水的总质量高达946吨,而波音747-400F的最大载货量也不过120吨左右,毕竟水的密度比较大。因此,一次装载70吨消防液体,对747飞机来说已经相当不错了。

为什么是70吨,而不是120吨这个最大载货量?除了水箱、增压系统的设备外,还需要考虑灭火飞机的飞行性能。在火场上空投洒阻燃剂时,波音747会保持260公里/小时的飞行速度,这比它的失速空速高出约30%。巨大的体形使波音747没法像其他中小型螺旋桨灭火飞机那样以低于100米的高度进入火场,它的投洒高度一般为120米~240米,但能在短短几秒内一次性投洒超过70吨消防液体。这在人类制造的所有消防工具中是首屈一指的。

面对森林火灾形势严峻的当下,一次可携带76000升水或灭火剂、并能在4个半小时内飞抵北美任意地点、或在20小时内(经停一次)飞抵全球任意地点波音747,在应对譬如严重的山林火灾等情况时,会发挥更大的作用。

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